3. Основные понятия о структурировании систем.

Рассмотрим вопрос о построении систем, их структуре, взаимосвязях и пр.

Определяя понятие «структура» системы, будем иметь в виду её самое простое определение: структура – это совокупность элементов и связей между ними. В структуре системы существенная роль отводится связям. Так, изменяя связи при сохранении элементов, можно изменить свойства системы или всю систему в целом.

Под связями будем понимать вид отношений между элементами, который проявляется как некоторый обмен (взаимодействие). В исследованиях выделяются внутренние и внешние связи. Внешние связи системы - это ее связи со средой. Они проявляются в виде характерных свойств системы. Определение внешних связей позволяет отделить систему от окружающего мира и является необходимым начальным этапом исследования.

В ряде случаев считается достаточным исследование всей системы ограничить установлением ее закона функционирования. При этом систему отождествляют с некоторым оператором преобразования и представляют в виде «черного ящика». Однако в задачах анализа обычно требуется выяснить, какими внутренними связями обусловливаются интересующие исследователя свойства системы. Поэтому основным содержанием системного анализа является определение структурных, функциональных, каузальных, информационных и пространственно-временных внутренних связей системы.

Структурные связи обычно подразделяют на иерархические, сетевые, древовидные и задают в графовой или матричной форме.

Функциональные и пространственно-временные связи задают как функции, функционалы и операторы.

Каузальные (причинно-следственные) связи описывают на языке формальной логики.

Для описания информационных связей разрабатываются инфологические модели.

Выделение связей разных видов наряду с выделением элементов является существенным этапом системного анализа и позволяет судить о сложности рассматриваемой системы.

Понятие структуры, основное для организаций и управления, предполагает некую жесткость объекта – способность сохранять состав и связи элементов при различных внешних и внутренних и внутренних изменениях. Интуитивно понятию структуры противопоставляется понятие хаоса как состояния, полностью лишенного всякой структуры. Однако, как показал более тщательный анализ, такое представление о хаосе неверно: хаос может быть различным, он может обладать разной степенью упорядоченности, разной структурой.

Понятие хаоса относится к так называемой теории динамических систем. Хаос в социально-экономических системах представляет собой такое состояние, когда прежняя единая структура, с ее функциональными отношениями между частями, распадается. Для социально-экономических систем такое состояние характеризуется переходом к закритическому соотношению затрат труда, материалов, энергии, сырья, требуемых для расширенного производства продукции и для поддержания состояния простого воспроизводства средств производства. С этого момента начинается быстрое рассогласование функциональных отношений между всеми элементами социально-экономической системы. Такое развитие процесса можно назвать саморазвивающимся хаосом.

Наука о хаосе дает три главных принципа для изучения систем, которые управляют поведением энергии систем:

1. Все в мире следует путем наименьшего сопротивления . Функционирование системы подобно реке. Река поминутно выбирает пути наименьшего сопротивления . Это часть неотъемлемого замысла природы и, поэтому, этот принцип обязателен при проектировании структуры системы.

2. Путь наименьшего сопротивления определяется базовой структурой , которая всегда обусловлена причинами и обычно невидна. Поведение реки, независимо от того , течет ли она спокойно , или полна стремнин , зависит от основной структуры русла реки . Если русло реки глубокое и широкое , река будет спокойно течь со склона . Если русло реки неглубокое и узкое , будут образовываться стремнины и буруны. Поведение реки может быть точно предсказано путем исследования основной структуры русла реки . Если бы мы смогли увидеть дно реки , то были бы способны точно предсказать ее поведение в данной точке . Аналогично дело обстоит и с системами. Проектируемая система всегда имеет оптимальную структуру, обеспечивающую наибольшую эффективность и результативность системы. Важно лишь правильно определить способ и критерии оптимизации.

3. Всегда базовая и обычно невидимая структура может быть открыта и может быть изменена. Чтобы это сделать легко и навсегда , мы должны работать с основной структурой , а не с поведением , создаваемым этой основной структурой. Большинство управленцев стремятся изменить направление развития организации (направление течения реки), пытаясь вычерпать её ведрами. Это невыполнимая задача. Однако если бы они поднялись вверх по реке к её истоку, то смогли бы изменить весь путь течения реки, просто передвинув несколько камней так, чтобы вода потекла в другом направлении. Иногда небольшое изменение в причине может дать гигантское изменение в поведении. Эта возможность сложных синергетических структур не используется. Однако, если работать с базовой структурой, а не с поведением, возникающим из этой базовой структуры, эту возможность можно и должно реализовать.

Базовая концепция, извлекаемая из этих трех принципов, заключается в следующем: мы можем научиться видеть базовую структуру, которая направляет работу по проектированию системы, и затем изменить ее так, чтобы можно было создать то, что действительно необходимо. Чтобы суметь увидеть базовую структуру, нам нужно более близко изучить структуру структуры, краеугольный камень всех наших результатов.

Любая структура имеет четыре элемента: части (компоненты, элементы), план, источник энергии и цель. Все структуры содержат движение и наклонность к движению; это означает, что они имеют тенденцию изменяться от одного состояния к другому состоянию. Некоторые структуры имеют большую тенденцию к движению, чем другие. В более стационарной структуре части стремятся удерживать друг друга; в менее стационарной структуре части имеют тенденцию допускать более легкое движение. Тенденцию к движению определяет базовая структура. Эта базовая, обычно невидимая структура пронизывает все в нашей жизни и особенно сильна в нашей все время меняющейся реакции на изменяющиеся внешние условия. Эдмондсон (Edmondson, 1986) так описал концепции синергической геометрии Р. Бакминстера Фуллера: По Фуллеру, мышление изолирует явления; "понимание" затем соединяет их. "Понимание является структурой", ибо оно означает установление отношений между явлениями. Структура определяет поведение. Структура определяет то, как ведет себя все - пуля, ураган, водитель машины, рынок. То, как организованы в структурном отношении ямы, определяет поведение организации в этих ямах. Структуры, оказывающие наибольшее влияние на результаты нашей деятельности, состоят из желаний, убеждений, предпосылок, устремлений и, более всего, вашего понимания базовой структуры. Изучение структуры - процесс независимый Когда вы применяете в своей торговле понимание и принципы структуры, появляются две следующие концепции.

Во-первых, большинство из нас, вероятно, скорее из-за невежества, чем из-за самоуверенности, имеет тенденцию игнорировать природу и просто использовать ее как фон для своей наиболее важной деятельности. Поскольку и естественные и искусственные системы (организации) являются частью природы, не должно удивлять то, что и те, и другие действуют в соответствии с природной базовой структурой. Хаос и его основные характеристики (фракталы, аттракторы и т.п.), являются для проектировщиков систем относительно новыми понятиями. Однако, они существенно влияют на качество проектирования систем и, поэтому, обязательно должны учитываться проектировщиками.

Вторая идея, вытекающая из изучения структур, заключается в том, что некоторые структуры производят больше результатов, чем другие - и в качественном, и в количественном смысле. Структуры безличны. Некоторые структуры ведут к цели вне зависимости от того, кто находится внутри структур. Большинство управленцев стремятся изменить свое поведение вместо того, чтобы изменить структуру своей жизни. Они думают, что, изменив поведение, они изменят структуру, но на самом деле все наоборот. Как отмечает Роберт Фриц в книге «Путь наименьшего сопротивления»: «Вы не можете обмануть мать-структуру».

При рассмотрении структурированных систем весьма большое внимание уделяется системам с управлением.

Любая система с управлением содержит минимум три составляющих (рис. 7):

- субъект управления (СУ);

- объект управления (ОУ);

- информационная система (ИС).

Рис. 7. Система с управлением

СУ представляет собой подсистему (систему нижележащего уровня), вырабатывающую решения, необходимые для управления как ОУ, так и всей системой в целом. В отдельных случаях СУ называют «лицом, принимающем решения» (ЛПР).

В Википедии под СУ подразумевается субъект (личность, группа людей или организация), принимающий решения и управляющий объектами, процессами или отношениями путём воздействия на управляемую систему для достижения поставленных целей. Субъект управления через прямой канал передаёт управляющее воздействие на объект управления, который через обратный канал передаёт реакцию или своё текущее состояние. Управляющее звено может представлять собой как должностное лицо (начальник, директор, менеджер) так и органы управления (министерство, департамент). То есть представлять собой либо верхнее, либо промежуточное звено в структуре управления.

Экономический словарь определяет СУ как лицо, организация, учреждение, орган, осуществляющие управление экономическими объектами, процессами, отношениями.

Под ЛПР подразумевается термин (в исследовании операций, системном анализе и др.), которым принято обозначать субъекта управления, чем подчеркивается его отличие от лиц или организаций, готовящих, обосновывающих решение (или варианты, альтернативы решения). Таковы, например, эксперты, члены групп исследования операций, работники «штабов» в линейно-штабной организационной структуре управления.

Другое определение ЛПР: ЛПР – это люди, ответственные за принятие решения после рассмотрения.

ОУ – это подсистема (система нижележащего уровня), выполняющая какие – либо задачи, определённые СУ. При описании экономических систем все ОУ выступают как экономические объекты, поскольку каждый из них может либо принять самостоятельное решение, либо получить задание на производство или распределение тех или иных продуктов (благ), либо выступать в качестве их потребителей.

ОУ могут быть как материальные, так и нематериальные объекты (организации, подразделения, отдельные люди, качество, мотивация и т.д.). Иными словами ОУ это объекты любой природы, деятельность которых регламентируется СУ.

И, наконец, ИС. Наиболее общее определение ИС даёт Википедия:

«В широком смысле информационная система есть совокупность технического, программного и организационного обеспечения, а также персонала, предназначенная для того, чтобы своевременно обеспечивать надлежащих людей надлежащей информацией».

Так же в достаточно широком смысле трактует понятие информационной системы Федеральный закон РФ от 27 июля 2006 г. N 149-ФЗ «Об информации, информационных технологиях и о защите информации»: «информационная система - совокупность содержащейся в базах данных информации и обеспечивающих ее обработку информационных технологий и технических средств».

Одно из наиболее широких определений ИС дал М. Р. Когаловский (ведущий научный сотрудник ИПР РАН (институт проблем рынка Российской академии наук): «информационной системой называется комплекс, включающий вычислительное и коммуникационное оборудование, программное обеспечение, лингвистические средства и информационные ресурсы, а также системный персонал и обеспечивающий поддержку динамической информационной модели некоторой части реального мира для удовлетворения информационных потребностей пользователей».

В узком смысле информационной системой называют только подмножество компонентов ИС в широком смысле, включающее базы данных, СУБД и специализированные прикладные программы. ИС в узком смысле рассматривают как программно-аппаратную систему, предназначенную для автоматизации целенаправленной деятельности конечных пользователей, обеспечивающую, в соответствии с заложенной в нее логикой обработки, возможность получения, модификации и хранения информации.

В любом случае основной задачей ИС является удовлетворение конкретных информационных потребностей в рамках конкретной предметной области. Современные ИС де-факто немыслимы без использования баз данных и СУБД, поэтому термин «информационная система» на практике сливается по смыслу с термином «система баз данных».

В идеале в рамках предприятия должна функционировать единая корпоративная информационная система, удовлетворяющая все существующие информационные потребности всех сотрудников, служб и подразделений. Однако на практике создание такой всеобъемлющей ИС слишком затруднено или даже невозможно, вследствие чего на предприятии обычно функционируют несколько различных ИС, решающих отдельные группы задач: управление производством, финансово-хозяйственная деятельность и т.д. Часть задач бывает «покрыта» одновременно несколькими ИС, часть задач - вовсе не автоматизирована. Такая ситуация получила название «лоскутной автоматизации» и является довольно типичной для многих предприятий.

Таким образом, информационная система определяется как взаимосвязанная совокупность средств, методов и персонала, используемых для хранения, обработки и выдачи информации. Информационные системы бывают разного назначения и масштаба. Также информационные системы отличаются по степени охвата сфер деятельности предприятия (учитывают ли они только бухгалтерию или также и склад, финансы, производство и т.д.). Однако все информационные системы обладают рядом свойств, которые являются для них общими:

ИС предназначены для сбора, хранения и обработки информации. Таким образом, в основе любой информационной системы лежат средства хранения и доступа к данным;

ИС предназначены для конечного пользователя, не являющегося специалистом в области вычислительной техники. Из этого следует, что ИС должны включать в себя клиентские приложения, обеспечивающие интуитивно понятный интерфейс.